我可以创建一个线程安全的 std::atomic <vector<int> &gt;?

Question

我有一个需要执行n=1000次的函数。 此函数执行蒙特卡罗风格模拟并返回一个int作为结果。 我想并行运行nthreads=4 。 每当一个线程完成一个循环时，它应该将结果放入std::vector<int> 。 因此，在 1000 个周期后，我有一个 1000 个int向量，可以通过统计检查。

由于std::vector不是线程安全的，我想到了std::mutex （这肯定会起作用）。

但是我想知道是否可以将向量声明为原子向量，从而绕过互斥锁？ 是否有可能有一个std::atomic<std::vector<int>> ？ 我可以在上面使用push_back等吗？

Answer 1

C++11 §29.5/1 说

有一个泛型类模板原子。 模板参数 T 的类型应该是可简单复制的（3.9）。

可简单复制是什么意思？

§3.9 告诉

标量类型、可简单复制的类类型（第 9 条）、此类类型的数组以及这些类型的 cv 限定版本 (3.9.3) 统称为可简单复制的类型。

对于类类型（其中std::vector是）：

一个普通的可复制类是这样一个类：

• 没有非平凡的复制构造函数
• 没有非平凡的移动构造函数
• 没有非平凡的复制赋值运算符
• 没有重要的移动赋值运算符
• 有一个简单的析构函数

根据此列表， std::vector不是可简单复制的，因此您不能使用std::atomic<std::vector<int>> 。

由于您事先知道大小，并且您不需要使用需要在不同位置重新分配向量的方法（如push_back) 。 您可以使用std::vector<int>::resize或 size 构造函数来预分配和预构造所需的int 。 因此，您的并发线程不需要对向量本身进行操作，而是对元素进行操作。

如果不同线程无法访问同一元素，则不存在竞争条件。

对于可简单复制的int k[1000]也是如此。 但是您不需要它，因为线程不会更改数组/向量/列表本身而是元素。

Answer 2

你不需要。 从多个线程访问std::vector是完全可以的，如果

• 你读对象
• 你写入不同的对象

因此，请确保创建一个大小为n=1000的向量，并根据您的线程编号（1 到 4）将元素 0-249、250-499 等分配给您的线程。

所以你的每个线程都计算n/nthreads元素。

Answer 3

原子可以用简单的可复制类型实例化。 Vector 不是这样的类型。